AHP在導(dǎo)彈裝備維修質(zhì)量評估參數(shù)體系的應(yīng)用*

王志同 徐 揚 鐘 峰

(91880部隊 青島 266300)

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AHP在導(dǎo)彈裝備維修質(zhì)量評估參數(shù)體系的應(yīng)用*

王志同 徐 揚 鐘 峰

(91880部隊 青島 266300)

論文利用層次分析法構(gòu)建了導(dǎo)彈裝備維修質(zhì)量評估參數(shù)體系模型,并結(jié)合具體實例,構(gòu)造出某型導(dǎo)彈裝備各級參數(shù)的專家判斷矩陣,對其一致性進(jìn)行檢驗,得出了各評估參數(shù)的權(quán)重。模型計算結(jié)果證明該方法具有較好的可行性。

層次分析法; 質(zhì)量評估; 參數(shù)體系

Class Number TJ760.7

1 引言

維修(Maintenance)是為使裝備保持、恢復(fù)或改善到規(guī)定狀態(tài)所進(jìn)行的全部活動[1]。導(dǎo)彈裝備的維修歷來受到軍隊的重視,并經(jīng)濟(jì)、有效地保障了軍隊作戰(zhàn)、訓(xùn)練和戰(zhàn)備工作,在國防建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。隨著高新技術(shù)的發(fā)展及其在導(dǎo)彈裝備中的應(yīng)用,不僅對維修提出了更新更高的要求,而且也提供了新的手段,使以維修工程為主干的維修理論與技術(shù)得以發(fā)展。在導(dǎo)彈裝備維修管理工作中,質(zhì)量評估是一個非常重要的內(nèi)容,利用層次分析法,建立完善的維修質(zhì)量評估體系,合理地評估導(dǎo)彈裝備維修質(zhì)量,對保證導(dǎo)彈裝備的維修質(zhì)量,提高維修管理水平,節(jié)約導(dǎo)彈裝備維修經(jīng)費等有著十分重要的意義。

層次分析法是一種將定性與定量分析方法相結(jié)合的多目標(biāo)決策分析方法[2]。該法的主要思想是通過將復(fù)雜問題分解為若干層次和若干因素,對兩兩指標(biāo)之間的重要程度作出比較判斷,建立判斷矩陣,通過計算判斷矩陣的最大特征值以及對應(yīng)特征向量,就可得出不同方案重要性程度的權(quán)重,為最佳方案的選擇提供依據(jù)[3～4]。因此,層次分析法是初選綜合評估參數(shù)常用的方法之一。

2 建立導(dǎo)彈裝備維修質(zhì)量評估參數(shù)體系

要準(zhǔn)確、全面地描述導(dǎo)彈裝備的維修質(zhì)量,需要建立代表不同特征的多參數(shù)評估體系,從而定量地從多個角度、多個方面、不同階段來進(jìn)行評估。

多參數(shù)評估體系的構(gòu)建首先要對評估參數(shù)進(jìn)行初選,這是一個先粗后細(xì)、逐步求精的過程,是對評估對象的認(rèn)識逐步深入的過程。維修質(zhì)量的構(gòu)成要素很多,各要素間的關(guān)系又較為復(fù)雜。初選維修質(zhì)量綜合評價參數(shù)時,采用層次分析法對總目標(biāo)進(jìn)行層層分解,構(gòu)建初步的評價參數(shù)體系框架[5]。具體步驟為:

首先,將總目標(biāo)A層細(xì)分為幾個相互獨立的子目標(biāo),形成第一層;其次,對不同的子目標(biāo)分別進(jìn)行進(jìn)一步地細(xì)分,形成第二層、第三層…。繼續(xù)細(xì)分,直到不能再分為止。這樣構(gòu)建的評價參數(shù)體系,其結(jié)構(gòu)就是一個具有多個層次的樹形結(jié)構(gòu)。

通過對實際中部隊維修保障任務(wù)開展情況進(jìn)行深入了解及查閱相關(guān)文獻(xiàn)[6～8],綜合專家的意見,建立導(dǎo)彈維修質(zhì)量參數(shù)體系如圖1所示。

圖1 導(dǎo)彈裝備維修質(zhì)量評估體系

3 應(yīng)用層次分析法進(jìn)行評估參數(shù)權(quán)重分析

在導(dǎo)彈裝備維修質(zhì)量評估參數(shù)體系建立后,進(jìn)行綜合評價,就需要確定各參數(shù)權(quán)重。確定權(quán)重的方法很多,采用層次分析法計算各層指標(biāo)的權(quán)重[9～11]。其步驟包括:

1) 建立遞階層次結(jié)構(gòu)

這是計算各指標(biāo)權(quán)重最重要的一步,即把復(fù)雜問題分解為稱之為元素的各級,把這些元素按屬性不同分成若干級以形成不同層次。同一層次的元素作為準(zhǔn)則對下一層次的某些元素起支配作用,同時它比受上一層次元素的支配,從上至下支配關(guān)系形成一個遞階層次。

2) 構(gòu)造兩兩比較判斷矩陣

在建立遞階層次結(jié)構(gòu)后,上下層次之間元素的隸屬關(guān)系就被確定了。每一層次所含各元素均可用上一層次的一個元素作為比較準(zhǔn)則來做相互比較。當(dāng)以上一層次某元素作為比較準(zhǔn)則時,可用一個比例標(biāo)度aij來表述某一層次中第i個元素與第j個元素的相對重要性。aij的取值一般取正整數(shù)1～9及其倒數(shù),當(dāng)相互比較的元素的重要性可用具有實際意義的比值來說明時,aij的值即可取這個比值。這樣的aij構(gòu)成的矩陣稱為比較判斷矩陣A

A=(aij)

3) 計算單一準(zhǔn)則下元素的相對權(quán)重

求解判斷矩陣包括兩個方面的內(nèi)容,其一為計算矩陣的最大特征根及其對應(yīng)的特征向量,其二為一致性檢驗(檢驗構(gòu)造的判斷矩陣是否具有滿意的一致性)。

計算矩陣的最大特征根及對應(yīng)的特征向量,在數(shù)學(xué)上是一個較為復(fù)雜的問題,在精度要求不高的情況下可以采用和近似方法計算各判斷矩陣的最大特征λmax根和單排序的權(quán)向量,并同時計算一致性指標(biāo)CI,其公式為:CI=(λmax-n)/(n-1)。

根據(jù)階數(shù)n,查表找出對應(yīng)的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI,最后計算一致性比例CR,CR=(CI)/(RI)。

當(dāng)CR<0.1時,一般認(rèn)為判斷矩陣的一致性是可以接受的。

4) 總排序和一致性檢驗

計算同一層次中所有元素對于最高層(目標(biāo)層)的相對重要性標(biāo)度(即全成排序權(quán)重向量)稱為層次總排序。這一過程是從最高層次向最低層次逐層進(jìn)行的。設(shè)已計算出k-1層上m個元素相對于總目標(biāo)的排序權(quán)重向量W(k-1)=(W1(k-1),W2(k-1),…,Wm(k-1))T,而以第k-1層第j個元素作為比較準(zhǔn)則時,第k層n個元素的排序權(quán)重向量設(shè)為Pj(k)=(P1jk,P2jk,…,Pnjk)T,其中不受j支配的元素的權(quán)重為零。令P(k)=(P1k,P2k,…,Pnk)T,則第k層上各元素相對于總目標(biāo)的排序權(quán)重向量W(k)如下:

或

當(dāng)C.R.(k)<0.1時,認(rèn)為遞階層次結(jié)構(gòu)在k層水平以上的所有判斷具有整體滿意的一致性。

4 應(yīng)用實例

根據(jù)上面的分析,結(jié)合某型導(dǎo)彈裝備,通過咨詢專家,采用層次分析法中1～9比例標(biāo)度構(gòu)造出各層的判斷矩陣如下[12]:

1) 二層指標(biāo)判斷矩陣

2) 三層指標(biāo)判斷矩陣

3) 各層單排序和一致性檢驗

經(jīng)計算二層判斷矩陣B的權(quán)重向量為w(2)=(0.586,0.218,0.124,0.012)T,最大特征根λmax=4.020,CI=0.007,查表得RI=0.89,由此得CR=0.008<0.1,可見判斷矩陣滿足一致性要求。

導(dǎo)彈裝備修竣質(zhì)量判斷矩陣B1的權(quán)重向量為P1(3)=(0.108,0.108,0.052,0.057,0.025,0.247,0.402)T,最大特征根λmax=7.193,CI=0.032,查表得RI=1.36,由此得CR=0.024<0.1,可見判斷矩陣滿足一致性要求。

4) 總排序和一致性檢驗

經(jīng)計算求得

W(3)= (0.063,0.063,0.030,0.033,0.015,0.145,

0.236,0.055,0.164,0.067,0.037,

0.007,0.0036,0.018,0.018)TCI(3)=(CI1(3),CI2(3),CI3(3),CI4(3))W(2)

=(0.032,0,0.004,0)(0.586,0.218,0.124,0.072)T=0.0192

RI(3)=(RI1(3),RI2(3),RI3(3),RI4(3))W2=(1.36,0,0.52,0.52)(0.586,0.218,0.124,0.072)T

=0.8989

CR(3)=CR(3)/RI(3)=0.021<0.10

因此滿足整體一致性要求。

根據(jù)總的排序,可以看出主要性能指標(biāo)下降率、一次交驗合格率、能耗升高率三項指標(biāo)對導(dǎo)彈裝備的維修質(zhì)量影響較大,而工具、備品、附件齊全率、能源消耗費兩項指標(biāo)對導(dǎo)彈裝備的維修質(zhì)量影響比較小。實例結(jié)果表明,各項指標(biāo)對導(dǎo)彈裝備維修質(zhì)量的影響與導(dǎo)彈裝備維修實際情況比較一致。

5 結(jié)語

利用層次分析法建立的導(dǎo)彈裝備維修質(zhì)量評估參數(shù)體系,可以比較準(zhǔn)確地評估各項指標(biāo)對導(dǎo)彈裝備維修質(zhì)量的影響程度,具有步驟清晰、計算簡單、易于實現(xiàn)、可操作性較強(qiáng)的優(yōu)點,能夠較好地評估導(dǎo)彈維修質(zhì)量評估參數(shù)體系,為導(dǎo)彈維修提供了一套科學(xué)的、與導(dǎo)彈技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的維修質(zhì)量評判工具。

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Application of AHP in Quality Evaluation Parameters of Missile Equipment Maintenance System

WANG Zhitong XU Yang ZHONG Feng

(No. 91880 Troops of PLA, Qingdao 266300)

In this paper, AHP constructed equipment maintenance quality assessment system model parameters. With specific examples is used to construct equipment specialists at all levels of the parameters of a judgment matrix is constructed to test its consistency. The model evaluation result proves that the method is feasible.

analytic hierarchy process, quality assessment, parameter system

2015年2月4日,

2015年3月21日

王志同,男,助理工程師,研究方向:裝備保障。徐揚,男,工程師,研究方向:裝備保障。鐘峰,男,碩士,工程師,研究方向:裝備保障。

TJ760.7

10.3969/j.issn1672-9730.2015.08.032